Перейти к публикации

Регулирование температуры давлением газов.


Рекомендованные сообщения

Добрый день. 

Нуждаюсь в помощи специалистов.

Есть следующая задача.

Образец круглого сечения диаметром 6 мм длиной 26мм помещен в корзину. Корзина состоит из трех ярусов. КОрзина помещена в канал, который заполнее гелием. 

 

Geom.scdoc

В образцах по максимуму задано тепловыделение 10МВт/м3. Корзина алюминиевая тепловыделение 3 Мвт/м3.

В модели  задаю давление гелия через Operating condition. Торцы канала принимаем адиабатическими.

Снаружы канал охлаждается водой. Температура воды на входе 50 на выходе принимаем 66 граждусов. Но я думаю это не критично и можно принять 50 градусов. на стенке постоянно.

движения гелия за счет свободной конвекции принимаем ламинарным. 

Проблема. В реальности установка работает. При изменении давления гелия можно регулировать температуру образцов от 50 до 200 градусов. 

При расчете флюетом температура образцов не реагирует на изменение давления. ВЕрнее она реагирует однако при больших размерах зазора от образца к стенке канала. При заданых геометрических размерах у меня не получается получить изменение температуры.

Скорось в поперечном сечении гелия меняется при изменении давления а вот температура не хочет.

Согласно книги Цедерберга Термодинамические и теплофизические свойства гелия в заданом диапазоне изменения давления (0,02 до 0,2 Мпа) динамическая вязкость, теплопроводность, теплоемкость гелия не изменяется. Меняется только плотность.

Откуда через несколько математических операций, определение числа Грасгофа а потом Ралея,   при принятых выше условиях выходит что число Ралея изменяется 

Аналитически  число Ралея тоже при изменении давления от 0,02 до 0,2 МПа меняется примерно на 2 порядка.

Откуда можна сделать вывод что.

1. так как тепловыделение задано постоянно,  

2.  на внешней поверхности канала задана постоянная температура,

3. теплопроводность Гелия постоянна в даном диапазоне изменения давления

то при изменении давления гелия теплопередача будет завесеть только от интенсивности теплоотдачи образец - гелий, гелий стенка канала. ( Число Ралея аналитически тоже меняется) 

Но ФЛюент выдает абсолютно едининтичный результат, либо с отклонением в пару сотых градуса.

Спасибо за внимание.

Подскажите в какую сторону копать. Что б найти причину.

 

 

Изменено пользователем morelia
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts
02.08.2021 в 16:02, morelia сказал:

Подскажите в какую сторону копать. Что б найти причину.

однажды, циркуляция фторида серы в замкнутом объеме с источниками тепла долго не решалась... пока несконвертили тетру в полихедру.

 

02.08.2021 в 16:02, morelia сказал:

2.  на внешней поверхности канала задана постоянная температура,

может слишком жестко? попробуйте конвекцию

 

19 часов назад, piden сказал:

Там вроде давление нужно через patch инициализировать, а operating condition.

@morelia , вот этот вопрос проработали?

 

02.08.2021 в 16:02, morelia сказал:

3. теплопроводность Гелия постоянна в даном диапазоне изменения давления

точно? он же плотнее становится при повышении давления.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, soklakov сказал:

однажды, циркуляция фторида серы в замкнутом объеме с источниками тепла долго не решалась... пока несконвертили тетру в полихедру.

Сейчас попробую.

1 час назад, soklakov сказал:

может слишком жестко? попробуйте конвекцию

Согласен что жестко. Однако изменение  температуры охлаждающего теплоносителя: вход 50 выход 66-68 градусов. Измененние не большое. Задание КТО на внешней поверхности не приводит к тому что система начинает адекватно реагировать на изменение давления.

П.С. я еще с такими задачами не сталкивался. Как Fluent считает задачи в которых  есть две среды жидкости, одна из них имеет ламинарное течение а вторая турбулентное  течение? И как такую задачу можно вообще посчитать во Fluent.

1 час назад, soklakov сказал:

вот этот вопрос проработали?

Нет не пробывал. Как по мне даным методом задают условия для нестационарных расчетов. Для стационарных задач можно и Operating condition. Однако видимо необходимо попробывать.

 

1 час назад, soklakov сказал:

3. теплопроводность Гелия постоянна в даном диапазоне изменения давления

Безымянный8.png

Вот таблица из Цененберга. Давление 0,02 МПа и 0,2 МПа. Теплопроводность не меняется. Возможно у Вас есть другаю литература изучу с большим удовольствием. 

Спасибо за рекомендации.

Изменено пользователем morelia
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, morelia сказал:

однажды, циркуляция фторида серы в замкнутом объеме с источниками тепла долго не решалась... пока несконвертили тетру в полихедру.

Попробывал. Результат не изменился. Изменения в десятки кельвина принимаю как погрешность расчета.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
39 минут назад, morelia сказал:

Попробывал. Результат не изменился. Изменения в десятки кельвина принимаю как погрешность расчета.

 

На первый взгляд - канал высокий и узкий, поэтому степень развития конвекции будет не высока. 

 

17 часов назад, MotorManiac сказал:

Совершенно безумная идея, а процесс стационарный ? может температура образцов меняется когда подается холодный газ - что естественно.....

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
55 минут назад, MotorManiac сказал:

Совершенно безумная идея, а процесс стационарный ? может температура образцов меняется когда подается холодный газ - что естественно.....

Процесс стационарный. гелий подается только до момента набора нужной температуры образцов. После его перекрывают. Канал становиться герметичным. Выдерживают так часами, днями, неделями, проще говоря довольно продолжительное время.

Буду еще дополнительно изучать систему. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
02.08.2021 в 18:02, morelia сказал:

Образец круглого сечения диаметром 6 мм длиной 26мм

Таблицы констант видимо заданы в СИ, а размеры в мм?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 часов назад, soklakov сказал:

Там вроде давление нужно через patch инициализировать, а operating condition.

Попытка не дала результата. Возможно я правда не правильно его использовал. 

перед инициализацией я выставил в operating condition 0Pa. После сделал patch обьема гелия на требуемое давление. Далее провел инициализацию. Расчет.

В результатах я не увидел требуемое давление гелия. 

Температура также не поменялась.

 

13 минут назад, AlexKaz сказал:

Таблицы констант видимо заданы в СИ, а размеры в мм?

?? Я привел таблицу для того что б отобразить неизменность коэфициента теплопроводности при изменении давления.

С размерностью величин я вроде не путал ничего. Спасибо.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 минут назад, morelia сказал:

С размерностью величин я вроде не путал ничего.

Ну, я чисто спросить. Если у Вас диаметр 6 мм, а высота погранслоя 6*2 = 12 мм  - то почему этот погранслой не видно от слова совсем? Вы геометрию наверное импортировали из када. Хоть бы посмотрели расход и скорость и нашли площадь чтобы не сомневаться. А то весь форум скоро всполошится почему ничего не работает... Сами же пишите, что не очень в курсе чего там и как.

03.08.2021 в 10:11, morelia сказал:

Порядок скорости врезультате расчета тысячные и десятитысячные м/с. На сколько это верные значения скорости я не знаю. 

Изменено пользователем AlexKaz
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 минуты назад, AlexKaz сказал:

Если у Вас диаметр 60 мм, а высота погранслоя 6*2 = 12 мм  - то почему

Теперь понял к чему вопрос. Минимальный зазор в модели 2 мм. Между стенкой корзины и стенкой канала.

Ответ по поводу ПС при построении сетки я возпользовался такой функцией как поджатие слоев в ПС ( Leyer compression) а также указал количество ячеек в зазоре.

Поэтому и вышло что толщина ПС намного меньше 2 мм.

Геометрию я не конвертировал из КАДА. Сделал в SpaceClaim

Спасибо.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
02.08.2021 в 18:02, morelia сказал:

Снаружы канал охлаждается водой. Температура воды на входе 50 на выходе принимаем 66 граждусов.

Зная расход воды несложно посчитать количество уносимой теплоты. У Вас через стенку поток тепла эквивалентный в пересчёте в тепло? Если нет - добавляйте вынужденную конвекцию от проточной воды.

Хотя, что я пишу. Если он не будет эквивалентным, то схема разойдётся.

Ускорьте сток тепла вынужденной конвекцией и температура образца упадёт. А то Вы таким граничным условием исключили одно слагаемое из закона Фурье...

Изменено пользователем AlexKaz
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Во флоусим посчитал похожую задачку. Канал 300х10 мм (2Д решение). Видно, что разницы практически нет. Все тоже самое что и у автора. Значит, что то еще учитывать нужно.  Задавал температуру стенок в качестве ГУ, рассчитывал тепловой поток м/у стенками (излучение не учитывалось).

3.png4.png2.png1.png

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спасибо. За коментарии. Рекомендации. Пока вынужден приостановить решение даной проблемы ввиду того что необходимо расширить дипазон по далениям вплоть до 0,1 Па. 

Необходимо найти свойства гелия при новых давлениях. Скорее всего причина заключается в этом.

П.С, Возможно у кого-нибуть из ВАс есть книги со свойствами Гелия при низких давлених. Буду очень благодарен.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Второй момент. С чего Вы решили что температура стенки равна температуре воды? Это курс альтернативной логики и новой теплотехники? :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 минуты назад, morelia сказал:

до 0,1 Па.

Вот даже так, такое давление.  Тогда может получиться, фактически вакуум в установке.

Попробуйте смоделировать задачку тв. телами. Газ - твердое тело с теплопроводностью гелия + некоторая поправка на конвективную составляющую. Тогда можно будет сделать расчет в 2Д постановке (горизонтальное сечение установки)  с периодическими ГУ или симметрией с 1/4 части (если с моделями излучения флюент не поддерживает периодические ГУ). Такой подход сильно уменьшит выч. ресурсы и ускорит расчетное время.

7 минут назад, AlexKaz сказал:

Второй момент. С чего Вы решили что температура стенки равна температуре воды? Это курс альтернативной логики и новой теплотехники? :)

 

Этот параметр ни на что не повлияет. Или 50 или 60 градусов с учетом внешнего теплообмена, это не принципиально здесь.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 минут назад, AlexKaz сказал:

Второй момент. С чего Вы решили что температура стенки равна температуре воды? Это курс альтернативной логики и новой теплотехники? :)

Увеличиваем теплосьем. принимаем что коэффициент теплоотдачи равен бесконечности. Для первого приближения решения задачи такое допустимо.

Наверное, как вы сказали: Новый курс альтернативной логики.

1. Дело в том, что добавление обьема жидкости прибавляет еще пару неизвестных величин. Которые на порядок усложняют задачу. 

2. 

5 часов назад, morelia сказал:

я еще с такими задачами не сталкивался. Как Fluent считает задачи в которых  есть две среды жидкости, одна из них имеет ламинарное течение а вторая турбулентное  течение? И как такую задачу можно вообще посчитать во Fluent.

Спасибо.

П.С. Сейчас бросаю все силы на поиски свойств гелия при низких давлениях. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Дело не а пареметре, а перепутаны следствие и причина.

2 часа назад, morelia сказал:
2 часа назад, AlexKaz сказал:

 

Увеличиваем теплосьем. принимаем что коэффициент теплоотдачи равен бесконечности.

Нет. Предлагаю для начала загуглить ченить по конвективному теплообмену омываемых труб. Вам же это знакомо, Рейнольдс и Струхаль точно знакомы.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 часов назад, morelia сказал:

П.С. я еще с такими задачами не сталкивался. Как Fluent считает задачи в которых  есть две среды жидкости, одна из них имеет ламинарное течение а вторая турбулентное  течение? И как такую задачу можно вообще посчитать во Fluent.

Я знаю что в Ansys CFX такое возможно. Нужно включить в настройках Beta Options и отключить Constant Domain Physics. И тогда в разных не сообщающихся!!! доменах можно задавать разные модели турбулентности.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 минут назад, AlexKaz сказал:

Рейнольдс и Струхаль точно знакомы.

С числом Струхаля не довелось сталкиваться. 

Скорость воды. 2м/с

Гидравлический диаметр = 4 S/X=4*99/232 = 1,7 мм = 1,7*10e-3 м

вязкость воды 0,478*10е-6 м2/с

Re = wd/v = 2*1,7*10e-3/0,478*10е-6 = 7112

Вот оценочное значение числа Рейнольдса. ( переходной режим) 

3 минуты назад, karachun сказал:

Я знаю что в Ansys CFX такое возможно. Нужно включить в настройках Beta Options и отключить Constant Domain Physics. И тогда в разных не сообщающихся!!! доменах можно задавать разные модели турбулентности.

Спасибо. Не знал. ( это понятно что в не сообщающихся сосудах)

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если домен один (объем общий) то либо смотрите чего больше турбулентного течения или ламинарного либо включайте турбулентное течение, ту же k-w SST модель турбулентности. При низких числах Рейнольдса она выродится в нечто близкое к ламинарному течению. Она же умеет правильно разрешать течение у стенки а оно по определению там переходит от турбулентного у ламинарному.

 

1 минуту назад, morelia сказал:

С числом Струхаля

А зачем он здесь? Это критерий подобия для сравнения течений со срывающимися вихрями, например дорожки фон Кармана за цилиндром.

3 минуты назад, morelia сказал:

это понятно что в не сообщающихся сосудах

Возьмите отдельно домен с ламинарным течением. Посчитайте его в k-w SST и в laminar. Если разница будет небольшая то не стоит о этом и беспокоиться.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 минуту назад, karachun сказал:

А зачем он здесь?

Оно в даной задаче не нужно. Это просто ответ AlexKaz.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • Клиент
      Может быть, Вы сразу сделали все идеально?  А где все берут MC2024? - тоже нужно новые версии установить
    • Anatlijj8
      Добрый день. Скажите сразу встроенная в солидворкс какая версия идёт?  Скажите как-то можно где-то скачать версию про?
    • Lev72rus
      Есть ли более свежая ссылка на видео? Похожая беда сейчас
    • bard
      Странно, как-то. Кто Вам разрешит отгружать изделия (не важно) какие по безлитерной документации? Кто Вам разрешит использовать в литерованном изделии безлитерные части? Если Вы приняли неверные технические решения, как Вы про это узнаете не проведя испытания?
    • vad0000
      Не важно, Не нужен output при зелёной и красной кнопки.
    • ispite
      Всем привет, спасибо за ответы, но просто так не удалось создать сборку, солид выдавал ошибку. Пришлось Сохранить как IGES (файл разросся до 920 МБ), потом открыл как деталь (в нейстало шустрее работать), нажал "создать сборку" и она создалась! НО она создалась без поверхностей, а они тоже нужны Всем привет, спасибо за ответы, но просто так не удалось создать сборку, солид выдавал ошибку. Пришлось Сохранить как IGES (файл разросся до 920 МБ), потом открыл как деталь (в ней появились Тела и Поверхности и стало шустрее работать), нажал "создать сборку" и она создалась! НО она создалась без поверхностей, а они тоже нужны. Как создать сборку с телами и поверхностями? Пробовал в детали сохранить поверхности, но оно как будто работает наоборот и все поверхности стирает.  PS удалите плз предыдущий ответ, я его случайно отправил.
    • Alexey8107
      Всем доброго дня. Имеется ивановский обрабатывающий центр ИС-800, в нем установлены: PSM-45HVi A06B-6120-H045 SPM-30HVi A06B-6121-H030#H550 Возникла авария 9030 Overcurrent in the converter input circuit. Если смотреть В-65285 в этом случае на PSM должна отображаться 1, а на SPM - 30. Так оно и есть на самом деле. Документ ссылается на пункт 3.1.1, в свою очередь этот пункт говорит о неисправности PSM и следует проверить Входящее питание. Скорее всего здесь имеется ввиду питание управления, оно 240 В и стабильно Рекомендуют проверить реактор. Сразу откидываем, т.к. дело до включения силового питания еще даже не доходит, МСС отключен. Да и реактор штатный, всю жизнь работал с этим реактором. Проверить IGBT. Проверить проверил как мог, на КЗ, но дело до силовухи еще не доходит, ее питания еще нет и физически включиться не может из за MCC(ну это естественно, блок в аварии). Принципиально все рекомендации. На LEADWELL была похожая ситуация, на торможении шпинделя на PSM помнится выпадала авария 1, а на шпинделе не помню уже что. Тоже думали на PSM, а судя по всему мозг вынимал рекуператор в SPM. Т.к. на шине 500 вольт на торможении шпинделя напряжение вылетало далеко за 500 вольт выше. Здесь тоже нечто подобное, SPM опрокидывает PSM в аварию. Вобщем при включении питания станка, запитывается только управление на PSM, а он в свою очередь раздает 24 вольта на все остальные блоки по CXA2A, если все нормально и ЧПУ включена, замыкается контакт МСС, разрешая подачу силового питания на PSM. Шаги загрузки на полностью исправном станке PSM    SPM   -          A   -         50   -         12(или 18)   -         -- После включения ЧПУ и подачи силового питания   0         0 У нас PSM    SPM   -          A   -         50   -         12(или 18)   1         30 Включение силовухи невозможно. Что было сделано: 1. Проверены все питания, 240 СХ1А, 24 СХА2А, силовое питание, везде порядок. 2. Проверены IGBT на PSM и SPM, явного замыкания нет. 3. Проверены обмотки серво двигателя шпинделя. На всех 0,4 ома(сопротивление щупов 0,2 + обмотки 0,2 ома). Сравнил с заведомо исправным таким же двигателем(он стоит в другом таком же станке и работает), все тоже самое, На массу КЗ нет. Да и силовухи тоже нет, так что это бессмысленно. 4. Откинул от PSM разъем СХА2А(тупо обесточил остальные блоки от 24 вольт), включил питание управления, PSM перестал опрокидываться в ошибку, на дисплее "-". Ждал долго, не опрокидывается. Силовое питание подавать не стал, ибо чревато для остальных блоков, а скидывать шинку постоянного тока честно говоря поленился. 5. С соседнего станка снял плату управления SPM и переставил в неисправный станок, по номерам они идентичные. Станок включился и даже подал силовое питание на PSM без всяких аварий. Гонял пару минут в холостую, все было нормально, но после опрокинулся с той же ошибкой 1 и 30 на PSM и SPM соответственно. 6. Взял плату управления SPM с неисправного станка и установил в исправный. Станок включился и сколько бы не гонял, и даже шпинделем крутил, не опрокидывается. Т.е. к обоим платам претензий ноль. После вернул все обратно. Исправный станок работает как ни в чем не бывало, неисправный сразу опрокидывается в аварию почти сразу после включения управляющего питания. На ЧПУ ошибка 9030 и какие то еще по осям, но они связаны с отсутствием питания на шине постоянного тока если не ошибаюсь, так что это нормально. Итого, силовуха явных признаков неисправности не имеет, и даже на какое то время с другой платой включает силовое питание(скорее всего это связано с разбросом параметров защит на разных платах). К самому PSM тоже вроде претензий не должно быть, хотя В-65285 указывает именно на него. В истории с LEADWELL точно помню, что тоже все указывало на PSM(в том числе 1 на дисплее), и даже сервисный инженер FANUC был уверен в неисправности именно PSM. По факту, неисправен был как раз SPM. К платам управления тоже никаких претензий, обе работают в исправном станке. Единственное логическое объяснение, неисправность силовухи SPM. НО!!! Шина постоянного тока даже не думает запитываться, так что и тут с опрокидыванием сразу после включения есть засада! Ну не тестирует же SPM и PSM силовую часть напряжением 24 вольта??? Ведь до включения силового питания в этом случае даже не доходит из-за аварии! Может у кого есть еще идеи или опыт устранения таких дефектов? Помнится у фанука была типовуха на платах А16В-2203-0623 с датчиками тока, они отгорали и привод отваливался в аварию по одной из фаз. Это были привода шпинделя и двух осей в одном корпусе, были такие у нас на токарных. Сервисники фанука тогда их тучами меняли... Хотя тут я думаю не наш случай
    • Kelny
      Даже при всём при этом оно не всегда корректно работало, так что даже в старых версиях было быстрее удалить размер и потом вставить заново, чем искать эти точки размеров, а потом пытаться их привязать к новому месту.   Возможно это всего лишь глюк новой версии, в последних версиях они похоже штатно закладываются.
    • maxx2000
      @davidovka я их сразу ссыпаю в TEMP,  в тех что живы нет отметок о создании current_session.pro. Интересно что сам current_session.pro создаётся, но не обновляется дата в отличии от даты модели. Может быть и вправду менял какие нить настройки и забывал сохранить
    • Ahito
×
×
  • Создать...